专利名称：一种镍氢电池负极板真空烧结方法
技术领域：
本发明涉及一种镍氢电池负极板的制造方法，特别涉及一种采用专用真空炉对镍氢电池负极板进行真空烧结和冷却保护的制造方法。
背景技术：
负极板是制作镍氢电池的主要部件，它的性能直接影响镍氢电池的性能。目前普遍采用的负极板传统工艺为镀镍钢带湿法加工和铜网干法加工，该两种加工方法中均无真空烧结和冷却保护工序，镀镍钢带湿法加工的负极板装配成品电池后存在的缺陷是①板极单位密度小，电容量低，②电池寿命短，③电池耐过充、过放能力差。铜网干法加工的负极板存在的缺陷是整体强度和可焊性差，合格率低，成本高。因此要想提高电池的性能，提高合格率，降低成本，唯有探索出适用于能将负极板进行真空烧结的工艺方法。要试制，首先要解决设备问题，但一台真空设备非常昂贵，一般需要资金几十万元，而且冷却速度和外形结构都不适用制造极板。为了达到投资少，见效快，必须自行设计一台适用于负极板烧结工艺的真空炉。
发明内容
鉴于上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于在加工负极板工艺流程中，施行真空烧结和冷却保护工艺，以达到提高成品电池电性能和提高合格率降低成本的目的，本发明特提供一种镍氢电池负极板真空烧结方法及施行该方法的专用设备——真空炉。
本发明为达到上述目的所采取的技术方案是一种镍氢电池负极板真空烧结方法，其特征在于该方法采用真空炉完成真空烧结和冷却保护操作，其操作步骤如下a.将压制成型的负极板装在盒子里，并将盒子分别码放在真空炉的A、B两个炉腔内，关上炉盖；b.启动真空泵，将B炉腔抽真空十五分钟，抽至2×10-2MPa时关闭真空泵，连续充放冷却气体三次进行冷却保护，每次充气五分钟，放气五分钟，然后将B炉腔加热至900℃后保温十五分钟；c.启动A炉腔的真空泵，执行上述B炉腔的操作b步骤；与此同时打开B炉腔冷却水降温，当温度降至700℃以下时，取下封门，将炉套推向A炉腔，再插紧封门，同时打开B炉腔的风扇，当B炉腔温度降至200℃以下时再充入冷却气体进行冷却保护，当B炉腔内温度降至45℃以下时，关闭风扇、冷却水及冷却气体，打开炉盖，方可取出装有负极板的盒子，B炉腔内负极板真空烧结和冷却保护操作步骤到此结束；d.A炉腔的操作继续执行上述B炉腔的c步骤，A、B两炉腔交替循环操作。
当B炉腔的温度降至700℃以下时，恰好为A炉腔需要加温的时间，因此将B炉腔的炉套推向A炉腔后，A炉腔的温度可迅速升温至900℃，A、B两炉腔交替循环操作，由此可节约能源提高效率。
采取上述技术方案加工的负极板与现有技术加工的负极板相比，具有如下特点1、负极板单位密度大、比能量大、电容量高经真空烧结后，由现有湿法技术的220mAh/g左右增加到250mAh/g左右(含骨架)。
2、装配后的电池寿命长经真空烧结后，由现有的≥200次/0.5C增加到≥300次/0.5C充放电。
3、装配后的电池耐过充、过放能力强经真空烧结后，能达到1C充放。
4、负极板强度，柔韧性好，合格率高经真空烧结后，合格率≥98％。
本发明设计的专用真空炉其特点是在真空状态下加热900℃，极板不损坏；由于设有滑轮使双保温(即保温棉和耐高温材料)结构的炉套可在滑轮上移动，又由于采用双炉腔结构，固升温、降温快(A.B炉腔交替加温冷却)；冷却水、冷却气体(氩气)、风扇共同冷却，使冷却速度提高三倍；其成本低廉，操作方便，易于普及应用。
镍氢电池目前广泛应用于电子通讯、小型家电、各种电动工具、电动玩具等，经真空烧结的镍氢电池负极板会由于它的成本低、性价比高、稳定性、可靠性高而具有广阔的市场前景。
图1是本发明中真空炉结构示意图并作为摘要附图。
图2是图1中炉套的剖视图。
图3是图1中炉盖的示意图。
图中1.炉盖，2.隔热圈，3.炉腔(A、B)，4.连接装置，5.炉套，6.保温棉，7.耐高温材料，8.电炉丝，9.炉管，10.炉管保护套，11.封门，12.炉架，13.滑轮，14.风扇。15.法兰，16.把手，17.水套。
具体实施例方式
本发明是制造镍氢电池负极板制造工艺中的真空烧结和冷却保护工艺，制造镍氢电池负极板的整个工艺流程是混粉→连续压制成型→裁片、称重、检验→真空烧结→冷却保护→出炉检验包装。
参照上述工艺流程及本发明公开的技术方案可以看出在进行真空烧结及冷却保护之前的工艺流程也尤为重要，本发明技术方案中所述的压制成型的负极板必须是混和不同颗粒度的合金粉并过筛搅拌均匀的混粉与镀镍钢带经双辊压模机压模成型，且严格按照检验标准，符合尺寸、重量、外观的负极板才能进入真空烧结和冷却保护流程。本发明技术方案中所述的充入冷却气体为氩气。
参照图1、2、3，该方法采用的真空炉包括开有定位槽的连接装置4固定焊接的两个炉腔3；在任意一个炉腔3的外表面套有炉套5；炉套5内装有炉管9；炉管9的内表面设有炉管保护套10，炉管保护套10的内表面与炉腔3的外表面为滑动连接，且留有缝隙；炉管9上绕有电炉丝8；电炉丝8的外表面缠有耐高温材料7；在耐高温材料7的外层上填充保温棉6；保温棉6外层及炉套5的两端由金属板封装；在两个炉腔3焊接的法兰15上固定有隔热圈2，且与炉套5密封接触；在两个炉腔3的两端安装有炉盖1，炉盖1的内侧面焊有水套17及开有密封槽，槽内装有密封圈且与两个炉腔3密封接触；炉套5的两侧安装有把手16；在连接装置4的定位槽里安插有封门11；所述的真空炉还包括与两个炉腔3的两端焊接为一体的炉架12；在两个炉腔3的底部且与其平行的炉架12上装有两组与炉套5为滑动配合的滑轮13；在两个炉腔3的底部的炉架12上安装有风扇14。
参照图1、2，耐高温材料7可以采用高铝酸棉或其它耐高温材料；封装炉套5的金属板可以是铁板或不锈钢板；炉盖1、炉套5两端及封门11内填充保温棉6；炉腔3可采用耐热不锈钢材料，连接装置4上的定位槽分别开在两端的连接管上，连接管上分别焊接法兰，法兰之间由螺钉连接，螺钉外套有隔热圈；为了便于安插，封门11可采取开放结构，即可将封门11设计为两个半圆形状，将两个半圆形封门11安插在定位槽里，以起到封住炉套5的热量及定位作用。
参照图3，炉盖1上还开有冷却水和冷却气体的进出口，以安装冷却水管和冷却气体管。
权利要求
1.一种镍氢电池负极板真空烧结方法，其特征在于该方法采用真空炉完成真空烧结和冷却保护操作，其操作步骤如下a.将压制成型的负极板装在盒子里，并将盒子分别码放在真空炉的A、B两个炉腔内，关上炉盖；b.启动B炉腔真空泵，将B炉腔抽真空十五分钟，抽至2×10-2MPa时关闭真空泵，连续充放冷却气体三次进行冷却保护，每次充气五分钟，放气五分钟，然后将B炉腔加热至900C后保温十五分钟；c.启动A炉腔的真空泵，执行上述B炉腔的操作b步骤；与此同时打开B炉腔冷却水降温，当温度降至700C以下时，取下封门，将炉套推向A炉腔，再插紧封门，同时打开B炉腔的风扇，当B炉腔温度降至200℃以下时再充入冷却气体进行冷却保护，当B炉腔内温度降至45℃以下时，关闭风扇、冷却水及冷却气体，打开炉盖，方可取出装有负极板的盒子，B炉腔内负极板真空烧结和冷却保护操作步骤到此结束；d.A炉腔的操作继续执行上述B炉腔的c步骤，A、B两炉腔交替循环操作。
2.如权利要求1所述的镍氢电池负极板真空烧结方法，其特征在于该方法采用的真空炉包括开有定位槽的连接装置(4)固定焊接的两个炉腔(3)；在任意一个炉腔(3)的外表面套有炉套(5)；炉套(5)内装有炉管(9)；炉管(9)的内表面设有炉管保护套(10)，炉管保护套(10)的内表面与炉腔(3)的外表面为滑动连接，且留有缝隙；炉管(9)上绕有电炉丝(8)；电炉丝(8)的外表面缠有耐高温材料(7)；在耐高温材料(7)的外层上填充保温棉(6)；保温棉(6)外层及炉套(5)的两端由金属板封装；在两个炉腔(3)焊接的法兰(15)上套固定有隔热圈(2)，且与炉套(5)密封接触；在两个炉腔(3)的两端安装有炉盖(1)，炉盖(1)的内侧面焊有水套(17)及开有密封槽，槽内装有密封圈且与两个炉腔(3)密封接触；炉套(5)的两侧安装有把手(16)；在连接装置(4)的定位槽里安插有封门(11)；所述的真空炉还包括与两个炉腔(3)的两端焊接为一体的炉架(12)；在两个炉腔(3)的底部且与其平行的炉架(12)上装有两组与炉套(5)为滑动配合的滑轮(13)；在两个炉腔(3)的底部的炉架(12)上安装有风扇(14)。
全文摘要
本发明涉及一种镍氢电池负极板的制造方法，特别涉及一种采用专用真空炉对镍氢电池负极板进行真空烧结和冷却保护的制造方法。该方法是将压制成型的负极板装在A、B两个炉腔内抽真空至2×10
文档编号H01M4/26GK1599105SQ200410020328
公开日2005年3月23日 申请日期2004年8月18日 优先权日2004年8月18日
发明者马志刚, 董小梅 申请人:马志刚